NF DTU 31.1 — Charpente en bois

Qui est concerné ?

Le domaine d'application de NF DTU 31.1 P1-1 (30 juin 2017) — P 21-203-1-1 couvre : Charpente bois, structure bois de type poteau-poutre, solivage, pans de bois, colombage, beffroi et platelage, en travaux neufs et parties neuves de rénovation d'ouvrages à structure bois ou mixte bois/métal, éléments taillés sur chantier, en atelier ou par centres d'usinage. Les projets entrant dans ce périmètre doivent intégrer ces exigences dès la conception pour sécuriser leur conformité et l'engagement des garanties.

Prestations associées

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Ce que le NF DTU 31.1 ne couvre pas — et où chercher

Le domaine d'application est plus étroit que ne le suggère le titre « Charpente en bois ». Le DTU vise la charpente bois, la structure bois de type poteau-poutre, le solivage, les pans de bois, le colombage, le beffroi, et le platelage en bois positionné à plus d'un mètre au-dessus du sol ou de toute autre surface sous-jacente. Il vise également, ce qui est moins connu, les supports de lame de platelage lorsque les lames sont à moins d'un mètre du sol et que la portée de ces supports dépasse 70 cm sur trois appuis ou 60 cm sur deux appuis.

Quatre familles d'ouvrages en sont explicitement exclues avec renvoi nominatif. Les travaux d'ossature bois à voile travaillant relèvent du NF DTU 31.2 : le DTU 31.1 précise en note que la technique d'ossature bois utilise des montants verticaux avec un vide maximum de 60 cm, des traverses horizontales et des panneaux qui, en stabilisant les montants, forment un diaphragme. Les charpentes en bois assemblées par connecteurs relèvent du NF DTU 31.3. Les planchers en bois ou en panneaux à base de bois relèvent du NF DTU 51.3. Les escaliers en bois relèvent du NF DTU 36.3.

Une nuance importante subsiste toutefois : le cas des panneaux formant diaphragme de plancher ou de toiture mis en oeuvre sur chantier par éléments séparés — et non en caisson préfabriqué — est traité au § 5.11.2 du NF DTU 31.1 lui-même. Autrement dit, une toiture contreventée par panneaux posés à l'avancement relève bien du DTU 31.1, alors qu'un caisson préfabriqué relève du 31.2.

Sont également exclus les étaiements destinés à soutenir des terres afin de réaliser une dénivellation. Le document s'applique aux travaux neufs et aux parties neuves des travaux de rénovation d'ouvrages à structure bois ou mixte bois/métal, dans toutes les zones climatiques ou naturelles françaises, DROM inclus.

Humidité : la règle de l'équilibre hygroscopique

Le § 6.3 pose une exigence de résultat et non une valeur unique : les bois mis en oeuvre dans les charpentes taillées ou faisant appel à des assemblages mécaniques doivent être usinés, stockés et mis en oeuvre à une humidité aussi voisine que possible de l'équilibre hygroscopique qu'ils atteindront dans la construction en exploitation. Les taux d'humidité correspondant aux classes de service sont donnés au Tableau 1 du DTU, et l'équilibre hygroscopique pour les bois en classe de service 2 est donné par la Figure 14, une série de cartes de France selon les saisons.

Pour les charpentes abritées dans des locaux ventilés non chauffés, le DTU indique la méthode à suivre : utiliser ces cartes en se basant sur les valeurs moyennes annuelles pour chaque site. C'est une prescription géographique, qui interdit de retenir la même valeur d'humidité de livraison sur un chantier en Bretagne et sur un chantier en Provence. La mesure de la teneur en humidité doit être conforme à la NF EN 13183-2, c'est-à-dire par méthode électrique par résistance.

L'Annexe B, normative, traite le cas particulier des bois massifs à forte humidité, mis en oeuvre pour des raisons historiques, patrimoniales ou esthétiques, et qui présentent des difficultés de séchage au regard de leur essence ou de leur section. Elle ne concerne que les épaisseurs supérieures à 120 mm en feuillus et 140 mm en résineux, pour lesquelles elle fixe des taux maximaux propres au Tableau B.1 ; pour les épaisseurs inférieures, c'est le Tableau 1 du § 6.3 qui s'applique.

Cette annexe donne en revanche des règles de calcul chiffrées et directement citables : pour les bois dont l'humidité est supérieure à 20 % lors de la mise en oeuvre et susceptibles de sécher sous charge, il convient d'augmenter les valeurs de kdef de 1,0, et les calculs doivent se faire systématiquement en classe de service 3 de manière sécuritaire. Les déformations à venir doivent être anticipées dans la conception des assemblages, les jeux nécessaires prévus avec le gros oeuvre, les assemblages non impactés par le retrait privilégiés, et l'effet de corde n'est pas pris en compte dans le calcul des organes d'assemblage.

Dimensions de calcul : la correction à 12 % que tout le monde oublie

Le § 5.4 impose que les dimensions prises en compte pour les calculs soient les dimensions rapportées à 12 % d'humidité, quelle que soit la classe de service visée. Cette règle est en apparence anodine, mais elle entre en tension directe avec la pratique commerciale : conformément à la NF EN 336, les sections commerciales des bois massifs sont données à 20 % d'humidité.

La correction s'écrit, pour chaque dimension de section h et b : D = Dref × [1 − β90 × (Href − 12)], où D est la dimension cherchée à 12 % d'humidité, Dref la dimension connue à Href % d'humidité, et β90 le coefficient moyen de correction par pourcent de variation d'humidité. Le DTU retient β90 = 0,0025 comme valeur moyenne pour les bois résineux et β90 = 0,0030 comme valeur moyenne pour le chêne.

L'exemple donné par le texte est parlant : pour un élément en bois résineux de section 75 × 225 mm² à 20 % d'humidité, l'épaisseur à 12 % vaut 75 × [1 − 0,0025 × (20 − 12)] = 73,5 mm et la largeur 225 × [1 − 0,0025 × (20 − 12)] = 220,5 mm. La perte de section est de l'ordre de 2 %, mais elle porte sur les deux dimensions, ce qui affecte le module d'inertie de manière non négligeable sur les portées tendues.

Il n'y a pas de conversion à faire pour les bois classés secs à 12 % d'humidité ni pour les bois lamellés-collés, aboutés ou reconstitués dont le procédé de fabrication impose une humidité de référence à 12 %. L'Annexe A informative du DTU présente plusieurs tableaux de sections de résineux — vert à H ≥ 30 %, sec à H = 20 % et sec à H = 12 % — permettant de faire la correspondance directement. Le DTU rappelle par ailleurs que le point de saturation des fibres des bois tempérés se situe à environ 30 % d'humidité, seuil au-delà duquel les variations dimensionnelles cessent.

Durabilité par la conception : drainante, moyenne ou piégeante

Le § 5.10 renvoie au FD P 20-651 pour les principes de maîtrise de la durabilité et impose de maîtriser celle-ci, à partir des conditions d'exposition à l'humidité, soit par l'utilisation d'essences naturellement durables, soit par l'utilisation d'essences à durabilité conférée. Le DTU ajoute une précaution pour les structures intérieures en classe d'emploi 1 : du fait des risques d'exposition pendant la phase chantier, les risques liés à une ré-humidification doivent être pris en compte, soit par une protection en phase chantier, soit par l'utilisation d'un bois compatible avec la classe d'emploi 2.

Pour les éléments en semi ou pleine exposition, à partir de la classe d'emploi 3.1 incluse, trois paramètres influent sur l'affectation : la zone géographique, la massivité de l'élément — tous deux définis dans le FD P 20-651 — et la conception de l'élément, que le DTU décline en trois catégories : conception drainante, conception moyenne, conception piégeante. Chaque élément — arbalétrier, solive, panne, entrait — doit être examiné tant au niveau des parties courantes que des points singuliers, et affecté globalement en retenant l'exposition constatée la plus pénalisante.

Les règles d'affectation des parties courantes sont angulaires. Sur la face supérieure et pour l'écoulement longitudinal : entre 0° et 15° inclus, conception piégeante ; de 15° à 75° inclus, conception moyenne ; entre 75° et 90°, conception drainante. Pour l'écoulement latéral, un usinage de forme de la face supérieure à pente minimale β = 15° — délardement monopente ou bipente, arêtes cassées — permet d'affecter la face supérieure en conception drainante ; en deçà de 15°, elle est piégeante. Sur la face latérale et pour un angle compris entre 0° et 75° inclus, la face est drainante si la retombée de la pièce est inférieure ou égale à 23 cm, et moyenne au-delà ; entre 75° et 90°, elle est drainante.

Le DTU précise enfin que les singularités du bois telles que fentes et noeuds non adhérents, les entailles et les plans de collage sur la face latérale pouvant occasionner des stagnations locales d'eau sont piégeantes, et que pour les pièces de forte retombée dont la face latérale serait exposée, il convient de prévoir une protection par habillage. Lorsque les parties de bois sont protégées par des habillages conformes aux NF DTU correspondants — capotage, bardage, couverture —, elles sont ramenées en classe d'emploi 2, sauf conditions d'humidité ambiante élevée.

Points singuliers : bois de bout, pieds de poteaux, assemblages

Une extrémité exposée d'un élément en bois est à affecter en conception piégeante, excepté pour les extrémités basses dont l'angle avec l'horizontale est inférieur ou égal à 15°, qui sont drainantes sous réserve que la conception de l'assemblage le permette. En partie haute, le bois de bout dont l'angle avec l'horizontale est inférieur ou égal à 15° ne doit pas être exposé sans protection aux intempéries, sauf pour les bois naturellement très durables de classe de durabilité DC 1 selon la NF EN 350. Un habillage pérenne — adapté aux abouts de pannes débordantes, aux têtes de poteaux — permet d'affecter ce point singulier en classe d'emploi 2, ce qui dispense d'utiliser l'outil multicritère de détermination de la catégorie de conception.

Pour les pieds de poteaux, le bois de bout est affecté en conception drainante à deux conditions cumulatives : qu'aucun élément tiers ne vienne générer de rétention d'eau localisée — ferrure d'ancrage mal conçue, trop large ou enveloppante — et que sa position altimétrique soit d'au moins + 15 cm par rapport à la surface courante du sol naturel avoisinant ou de la dalle brute, et d'au moins + 10 cm par rapport au nu supérieur d'un éventuel plot béton fini émergeant. Le DTU précise que ces dispositions sont destinées à limiter la projection d'eau de pluie sur le bois de bout. Pour tout autre cas, les extrémités inférieures sont piégeantes.

Les assemblages exposés se classent en trois familles. Les assemblages comportant des encastrements de parties bois — tenons/mortaises, embrèvements, épaulements, mi-bois — ou d'autres formes de piégeage d'eau localisée sont piégeants. Les assemblages avec contacts surfaciques, par exemple des entraits moisés sur poinçon non entaillé, sont de conception moyenne. Les assemblages avec désolidarisation des éléments sont drainants.

Le DTU souligne que des dispositions constructives peuvent faire évoluer une conception piégeante vers une conception drainante ou moyenne. C'est le levier de conception le plus efficace : plutôt que de surclasser l'essence ou d'imposer un traitement, on modifie la géométrie de l'assemblage pour évacuer l'eau. Un profilage des abouts de pannes et chevrons, protégeant ceux-ci des intempéries et abrités par une toiture, ne nécessite pas la mise en place de protection supplémentaire.

Assemblages : les valeurs réellement fixées par le DTU

Le DTU ne redonne pas les proportions traditionnelles des tenons-mortaises, des embrèvements ou des queues d'aronde : ces dimensions relèvent de la justification par la NF EN 1995-1-1, section 8 et Annexe A. Ce qu'il fixe en propre, ce sont les conditions d'exécution et les jeux. Le § 6.4.1 impose que les zones de contact participant au transfert des efforts ne présentent aucun jeu, et que les chevilles de maintien soient en bois dur et sec — humidité d'environ 15 % —, de droit fil et de forme conique, dépassant des pièces de 3 à 5 cm de part et d'autre.

Le § 5.8 précise la limite fonctionnelle de la cheville : elle participe au maintien des assemblages, notamment dans les tenons-mortaises, et dans le cas d'efforts de compression le maintien est assuré ; mais dans le cas d'efforts de traction il est nécessaire de prévoir un renforcement par un boulon ou tout autre dispositif permettant d'éviter la dislocation de l'assemblage. C'est la réponse normative à la question récurrente de la cheville seule sur un entrait tendu.

Pour les pointes, les avant-trous de diamètre 0,8 d sont obligatoires pour toutes les pointes de diamètre supérieur à 6 mm ou pour les bois de forte densité ; les pointes sont placées alternativement de part et d'autre des lignes de répartition théorique de telle façon que deux pointes successives ne soient pas plantées dans la même fibre de bois, avec un décalage d'au moins un diamètre, porté à deux diamètres entre les files des deux faces en clouage double face. Pour les boulons, le diamètre du trou est le diamètre nominal augmenté de 2 mm en assemblage traditionnel de simple maintien, de 1 mm en transmission d'effort ou de couple, de 0 à 2 mm au maximum avec flasques métalliques, et de 0 mm sans jeu pour les structures triangulées boulonnées. Le positionnement d'un boulon par rapport à son emplacement théorique doit être exact à ± 5 mm.

Les broches sont enfoncées à force dans des avant-trous de diamètre égal au diamètre de la broche diminué de 0,5 mm, et ces assemblages doivent comporter des boulons de maintien en place qui peuvent être pris en compte dans la résistance s'ils sont mis en place dans les mêmes conditions que les broches. Les tirefonds sont vissés dans le bois et non pas enfoncés à coups de marteau ; le pré-perçage n'est pas nécessaire pour les diamètres de partie lisse d ≤ 6 mm dans les résineux, mais l'est pour tous les tirefonds de d > 6 mm en résineux et pour tous les tirefonds en feuillus, le trou de guidage de la partie filetée ayant un diamètre approximativement égal à 70 % du diamètre de la partie lisse. Les anneaux sont montés sans jeu, la profondeur des logements étant supérieure de 2 mm au plus à la profondeur de pénétration de l'anneau.

Pannes, chevrons, goussets et ferrures

Le § 6.4.7 est le seul endroit du DTU qui donne des longueurs d'assemblage chiffrées pour les éléments de couverture. Si les pannes sont assemblées entre elles en sifflet, sans autre organe d'assemblage que des clous, la longueur horizontale de l'assemblage est égale à au moins une fois et demie la hauteur des pannes. Lorsque les chevrons sont composés de plusieurs pièces, le raccordement est exécuté au droit des pannes ou des appuis par une enture à sifflet dont la longueur, mesurée parallèlement à l'axe du chevron, est égale à 2 fois la hauteur de ce dernier. Le raccordement des chevrons sur appui peut aussi être réalisé par juxtaposition côte à côte, le débord sur appui n'étant alors pas inférieur à 5 cm.

Les goussets métalliques en tôle d'acier épaisse — d'épaisseur supérieure à 3 mm — sont conçus en conformité avec la NF EN 1993-1-8 et son annexe nationale. Les trous dans les tôles sont percés au diamètre nominal des boulons, tirefonds ou vis augmenté de 2 mm au maximum, et la tolérance sur la position des goussets est de ± 10 mm, tolérance qui vaut également pour les plaques à clous. Les goussets en panneau dérivé du bois peuvent être en contreplaqué ou en lamibois, avec une tolérance de ± 5 mm sur largeur et longueur et un positionnement à ± 10 mm.

Pour les éléments métalliques, la mise en oeuvre de la protection par peinture est conforme au NF DTU 59.1, et le primaire antirouille complété par la couche de finition doivent être appliqués avant mise en oeuvre sur la partie métallique en contact avec le bois. Les ferrures posées encastrées prévues affleurantes doivent l'être avec une tolérance de ± 1 mm, l'intervalle entre le bord de l'entaille et la ferrure ne devant pas excéder 2 mm. Les écrous des boulons travaillant en traction doivent être bloqués par rondelle crantée, point de soudure ou autre moyen approprié.

Le NF DTU 31.1 P1-2 complète en fixant les dimensions minimales des rondelles ou plaquettes en fonction du diamètre d du boulon : diamètre de la rondelle 3 d, côté de la plaquette 3 d, épaisseur 0,3 d. Il impose que les assemblages fabriqués sur mesure soient réalisés à partir d'acier de qualité S 235 minimum selon la NF EN 10025-2 et conçus en conformité avec l'Eurocode 5, et il interdit l'utilisation de pointes montées sur fil métallique pour pose au pistolet cloueur sur les ouvrages visibles.

Contreventement et diaphragmes

Le contreventement de la charpente doit être conçu conformément aux recommandations du § 9.2.5 de la NF EN 1995-1-1. Le DTU pose une limite de mission utile en coordination : la charpente ne peut contreventer des structures réalisées par un autre corps d'état que si les déplacements admissibles de ces structures sont compatibles avec les déplacements limites des éléments de charpente.

Pour un contreventement assuré par barres ou poutres au vent incorporées dans l'ossature, la distance entre deux entraxes de poutres au vent ne peut excéder 60 mètres et 8 travées en contreventement transversal, et 40 mètres en contreventement longitudinal, sauf justification particulière. Ce sont des valeurs de calepinage directement exploitables en phase esquisse pour un bâtiment de grande longueur.

Pour un contreventement par panneaux, cinq familles de produits sont admises avec leurs épaisseurs minimales : contreplaqué de 10 mm au minimum, OSB/3 ou OSB/4 de 16 mm au minimum, panneaux de particules P5 ou P7 de 16 mm au minimum, lamibois à usage structural avec au moins deux plis croisés et 15 mm au minimum, ou platelage en bois massif rainé bouveté de 15 mm au minimum. La conception relève des § 9.2.3 et 10.8.1 de la NF EN 1995-1-1.

Les conditions de pose sont détaillées : les panneaux sont couturés en leur périphérie sans justification particulière ; la densité des fixations est fixée par les spécifications résultant du calcul ; l'épaisseur des éléments sur lesquels les panneaux sont fixés est au moins égale à 15 fois le diamètre des pointes employées ; il convient d'utiliser des pointes non lisses au sens de la NF EN 14592+A1, des vis ou des tirefonds, avec un espacement maximum de 150 mm sur la périphérie des panneaux et de 300 mm sur les supports intermédiaires ; la longueur des pointes de fixation est supérieure à 2,5 fois l'épaisseur du panneau ; la rive longue des panneaux doit être orientée perpendiculairement aux appuis ; les éléments de platelage sont continus sur trois appuis au moins et les panneaux doivent reposer sur trois appuis au minimum, sauf ceux se trouvant près des rives ou d'accidents de toiture qui peuvent ne reposer que sur deux appuis.

Tolérances de pose et réception de l'ouvrage

Le § 7.7.1 fixe les tolérances d'implantation et de réglage. Les tolérances sur les cotes d'implantation et sur les grandes dimensions de l'ouvrage sont égales à ± 0,1 % par rapport aux dimensions indiquées sur les plans d'exécution, sans excéder ± 30 mm. Les cotes d'altimétrie au niveau des appuis doivent être respectées avec une tolérance de ± 10 mm. Les aplombs sont réglés avec une tolérance de ± 2,5 mm par mètre sans excéder ± 25 mm.

Pour le solivage de plancher, sans exigences particulières dans les pièces du marché, les faces supérieures des solives doivent se trouver en tous points dans un même plan avec une tolérance de désaffleurement équivalente à un cinquantième de l'entraxe entre deux solives, mesurée sur trois solives successives, sans dépasser 5 mm. Pour le chevronnage, les faces supérieures des chevrons doivent se trouver dans un même plan avec une tolérance de désaffleurement équivalente à un centième de l'entraxe entre deux chevrons, mesurée sur trois chevrons successifs. Le DTU rappelle que certains matériaux de couverture exigent des tolérances plus réduites.

Deux tolérances de matériau complètent le dispositif. Les critères d'acceptation des fentes lors du classement des bois sont définis dans les NF B 52-001-1 et NF EN 14081-1, le DTU notant que les fentes ne sont pas forcément dommageables et que l'incidence mécanique de ces défauts est prise en compte dans les règles de calcul de l'Eurocode 5 pour les bois classés secs. Pour l'aubier, bien que l'approvisionnement des bois soit demandé sans aubier, on tolère à la réception de l'ouvrage des traces d'aubier non traité pour la classe d'emploi visée qui n'excèdent pas 5 % de la section de la pièce en tout endroit.

Le § 6.6 impose enfin une vérification avant mise en oeuvre portant sur quatre points : le traitement des coupes et usinages dans le cas d'une durabilité conférée, l'absence de fentes traversantes au niveau des assemblages, le type, le positionnement, l'orientation et le jeu de l'assemblage, et — pour les bois classés humides — la vérification, lorsque le bois est arrivé à l'humidité attendue, qu'il a conservé son classement. Ce dernier point est essentiel : un bois classé humide peut perdre son classement en séchant.

Erreurs fréquentes sur les marchés de charpente bois

Prescrire le NF DTU 31.1 pour une charpente à fermettes. Les charpentes en bois assemblées par connecteurs sont exclues du domaine et relèvent du NF DTU 31.3.

Prescrire le NF DTU 31.1 pour un escalier en bois. Les escaliers en bois sont exclus et relèvent du NF DTU 36.3 ; les planchers en bois relèvent du NF DTU 51.3 et les ossatures à voile travaillant du NF DTU 31.2.

Retenir une valeur unique d'humidité de mise en oeuvre pour tous les chantiers. Le § 6.3 impose une humidité aussi voisine que possible de l'équilibre hygroscopique en exploitation, donné par classe de service au Tableau 1 et par des cartes de France saisonnières à la Figure 14.

Calculer sur les sections commerciales sans correction. Le § 5.4 impose des dimensions rapportées à 12 % d'humidité alors que la NF EN 336 donne les sections commerciales à 20 %, avec β90 = 0,0025 pour les résineux et 0,0030 pour le chêne.

Retenir la classe visuelle ST-II comme minimum. Le NF DTU 31.1 P1-2 § 3.2.1 fixe le minimum structural à C18 ou D18 selon la NF EN 338, correspondant à la classe visuelle ST-III selon la NF B 52-001 ; les DPM et la note de calculs peuvent exiger davantage.

Compter sur la seule cheville pour reprendre un effort de traction. Le § 5.8 impose un renforcement par un boulon ou un dispositif équivalent pour éviter la dislocation de l'assemblage.

Enfoncer des tirefonds au marteau, ou omettre le pré-perçage. Le § 6.4.2.4 impose le vissage et un pré-perçage pour tous les tirefonds de d > 6 mm en résineux et pour tous les tirefonds en feuillus, avec un trou de guidage de la partie filetée d'environ 70 % du diamètre de la partie lisse.

Poser un pied de poteau exposé au ras de la dalle. Le § 5.10.4.2 impose + 15 cm minimum par rapport au sol naturel ou à la dalle brute et + 10 cm par rapport au nu supérieur d'un plot béton pour affecter le bois de bout en conception drainante.

Concevoir une ferrure d'ancrage enveloppante ou trop large. Elle génère une rétention d'eau localisée qui bascule automatiquement le pied de poteau en conception piégeante.

Laisser un about de panne débordant en bois de bout horizontal sans habillage ni essence très durable. Le § 5.10.4.1 ne l'admet que pour les bois de classe de durabilité DC 1 selon la NF EN 350.

Utiliser des OSB ou des panneaux de particules en classe de service 3. Le NF DTU 31.1 P1-2 l'interdit expressément : ces panneaux ne peuvent pas être utilisés en milieu humide confiné ou en exposition directe aux intempéries.

Fixer les panneaux de contreventement avec un espacement supérieur à 150 mm en périphérie ou 300 mm sur supports intermédiaires, ou avec des pointes de longueur inférieure à 2,5 fois l'épaisseur du panneau.

Poser au pistolet cloueur avec des pointes montées sur fil métallique sur un ouvrage visible, ce que le NF DTU 31.1 P1-2 n'admet pas.

Omettre de vérifier, sur les bois classés humides, que le classement est conservé une fois l'humidité attendue atteinte, comme l'impose le § 6.6.

Qu'est-ce que NF DTU 31.1 P1-1 (30 juin 2017) — P 21-203-1-1 ?

NF DTU 31.1 — Charpente en bois. Le NF DTU 31.1, dans sa version du 30 juin 2017, fixe les clauses types de calculs, de construction et de mise en oeuvre des marchés de charpente bois, de structure poteau-poutre, de solivage, de pans de bois, de colombage, de beffroi et de platelage. Il renvoie l'analyse de structure à l'Eurocode 5, encadre la durabilité par une méthode d'affectation des conceptions drainante, moyenne ou piégeante, et fixe les tolérances d'exécution et de pose. Contrairement à une idée répandue, il ne vise ni les charpentes assemblées par connecteurs métalliques (NF DTU 31.3), ni les escaliers en bois (NF DTU 36.3), ni les ossatures bois à voile travaillant (NF DTU 31.2), ni les planchers en bois (NF DTU 51.3). Ce document relève de documents techniques unifiés.

Quels projets sont concernés par NF DTU 31.1 P1-1 (30 juin 2017) — P 21-203-1-1 ?

Le domaine d'application couvre : Charpente bois, structure bois de type poteau-poutre, solivage, pans de bois, colombage, beffroi et platelage, en travaux neufs et parties neuves de rénovation d'ouvrages à structure bois ou mixte bois/métal, éléments taillés sur chantier, en atelier ou par centres d'usinage. Toute opération entrant dans ce périmètre doit intégrer ces exigences dès la phase de conception.

Comment garantir la conformité à NF DTU 31.1 P1-1 (30 juin 2017) — P 21-203-1-1 sur un projet ?

En tant que maître d'œuvre, Progineer vérifie l'application des référentiels à chaque phase — conception, consultation des entreprises, suivi de chantier et réception — et coordonne les bureaux d'études spécialisés lorsque le projet l'exige.

Le NF DTU 31.1 couvre-t-il les charpentes à fermettes et les escaliers en bois ?

Non. L'article 1 exclut expressément les charpentes en bois assemblées par connecteurs, qui relèvent du NF DTU 31.3, et les escaliers en bois, qui relèvent du NF DTU 36.3. Il exclut également les ossatures bois à voile travaillant (NF DTU 31.2) et les planchers en bois ou en panneaux à base de bois (NF DTU 51.3).

Quel taux d'humidité pour le bois à la mise en oeuvre ?

Le § 6.3 n'impose pas une valeur unique : les bois doivent être usinés, stockés et mis en oeuvre à une humidité aussi voisine que possible de l'équilibre hygroscopique qu'ils atteindront en exploitation, les taux par classe de service figurant au Tableau 1 du DTU et l'équilibre hygroscopique en classe de service 2 étant donné par des cartes de France saisonnières. La mesure se fait selon la NF EN 13183-2.

Comment convertir une section commerciale en section de calcul ?

Le § 5.4 impose des dimensions rapportées à 12 % d'humidité, alors que la NF EN 336 donne les sections commerciales à 20 %. La correction s'écrit D = Dref × [1 − β90 × (Href − 12)], avec β90 = 0,0025 pour les résineux et 0,0030 pour le chêne. Exemple du DTU : une section de 75 × 225 mm² à 20 % devient 73,5 × 220,5 mm² à 12 %.

Quel classement minimal pour un bois de structure ?

Le NF DTU 31.1 P1-2 § 3.2.1 admet, pour un usage structural, les bois massifs d'un niveau de résistance minimal C18 ou D18 selon la NF EN 338, correspondant à une classe visuelle ST-III selon la NF B 52-001. Les bois lamellés-collés doivent atteindre au minimum GL20 selon la NF EN 14080 et les bois massifs reconstitués au minimum C18.

Quelles flèches limites appliquer à une charpente bois ?

Le § 5.6 renvoie aux valeurs limites de la clause 7.2 (2) de la NF EN 1995-1-1/NA (Tableau 7.2) pour Winst,Q, Wnet,fin et Wfin. La flèche Wtot,2, qui dépend des matériaux fixés à la charpente, doit être vérifiée selon les exigences des référentiels des corps d'état de second oeuvre concernés ou des documents du marché ; à défaut, l'Annexe C informative du DTU propose des valeurs.

À quelle hauteur doit se trouver un pied de poteau bois exposé ?

Le § 5.10.4.2 exige, pour affecter le bois de bout en conception drainante, une position altimétrique d'au moins + 15 cm par rapport à la surface courante du sol naturel avoisinant ou de la dalle brute, et d'au moins + 10 cm par rapport au nu supérieur d'un éventuel plot béton fini émergeant, et qu'aucun élément tiers ne génère de rétention d'eau localisée.

Comment rendre une pièce de charpente exposée « drainante » ?

Le § 5.10.3 fixe les seuils. Face supérieure : conception drainante pour un angle d'écoulement longitudinal compris entre 75° et 90°, ou par un usinage de forme à pente minimale de 15° — délardement monopente ou bipente, arêtes cassées. Face latérale : drainante pour un angle entre 75° et 90°, ou pour un angle de 0° à 75° si la retombée est inférieure ou égale à 23 cm.

Faut-il pré-percer avant de poser une pointe ou un tirefond ?

Pour les pointes, le § 6.4.2.1 impose un avant-trou de diamètre 0,8 d pour toutes les pointes de diamètre supérieur à 6 mm ou pour les bois de forte densité. Pour les tirefonds, le § 6.4.2.4 dispense de pré-perçage les diamètres de partie lisse d ≤ 6 mm en résineux, mais l'impose pour d > 6 mm en résineux et pour tous les tirefonds en feuillus, le trou de guidage de la partie filetée valant environ 70 % du diamètre de la partie lisse.

Quel jeu retenir pour les trous de boulons ?

Le § 6.4.2.2 fixe le diamètre du trou au diamètre nominal du boulon augmenté de 2 mm pour les assemblages traditionnels de simple maintien, de 1 mm lorsque le boulon transmet un effort ou un couple, de 0 à 2 mm au maximum avec flasques métalliques, de 0 mm sans jeu pour les structures triangulées boulonnées, et de 2 mm lorsque ce jeu de levage a été prévu à l'étude.

Quelle longueur pour un assemblage de pannes en sifflet ?

Le § 6.4.7 impose, lorsque les pannes sont assemblées en sifflet sans autre organe d'assemblage que des clous, une longueur horizontale d'assemblage au moins égale à une fois et demie la hauteur des pannes. Pour les chevrons en plusieurs pièces, l'enture à sifflet a une longueur égale à 2 fois la hauteur du chevron, ou le raccordement se fait par juxtaposition avec un débord sur appui d'au moins 5 cm.

Quels panneaux peuvent assurer le contreventement d'une charpente ?

Le § 5.11.2 admet cinq familles : contreplaqué de 10 mm minimum, OSB/3 ou OSB/4 de 16 mm minimum, panneaux de particules P5 ou P7 de 16 mm minimum, lamibois structural à au moins deux plis croisés de 15 mm minimum, ou platelage en bois massif rainé bouveté de 15 mm minimum. Les fixations sont espacées d'au plus 150 mm en périphérie et 300 mm sur supports intermédiaires.

Quelle distance maximale entre poutres au vent ?

Le § 5.11.1 limite la distance entre deux entraxes de poutres au vent à 60 mètres et 8 travées en contreventement transversal, et à 40 mètres en contreventement longitudinal, sauf justification particulière.

Quelles tolérances d'aplomb et d'implantation à la réception ?

Le § 7.7.1 retient ± 0,1 % sur les cotes d'implantation et les grandes dimensions sans excéder ± 30 mm, ± 10 mm sur les cotes d'altimétrie au niveau des appuis, et ± 2,5 mm/m sur les aplombs sans excéder ± 25 mm.

Quel désaffleurement est admis entre solives ou entre chevrons ?

Le § 7.7.2 admet, pour le solivage, un désaffleurement équivalent à un cinquantième de l'entraxe entre deux solives, mesuré sur trois solives successives, sans dépasser 5 mm. Le § 7.7.3 admet, pour le chevronnage, un désaffleurement équivalent à un centième de l'entraxe entre deux chevrons, mesuré sur trois chevrons successifs — certains matériaux de couverture exigeant des tolérances plus réduites.

Peut-on mettre en oeuvre des bois de forte section à humidité élevée ?

Oui, dans le cadre de l'Annexe B normative, pour des épaisseurs supérieures à 120 mm en feuillus et 140 mm en résineux, avec des taux maximaux fixés au Tableau B.1 et sous conditions cumulatives : calcul en fluage tenant compte de l'humidité réelle avec kdef augmenté de 1,0 au-delà de 20 %, calculs systématiquement en classe de service 3, anticipation des déformations dans la conception des assemblages et des ancrages, jeux avec le gros oeuvre, et exclusion de l'effet de corde dans le calcul des organes d'assemblage.

Quelle tolérance d'aubier à la réception d'une charpente ?

Le § 7.7.5 précise que, bien que l'approvisionnement des bois soit demandé sans aubier, on tolère à la réception de l'ouvrage des traces d'aubier non traité pour la classe d'emploi visée qui n'excèdent pas 5 % de la section de la pièce en tout endroit.